肖雄等：基于跟踪微分器的网侧电压异常检测方法研究 ·113 10 10 0 0 -10 -10 0.005 0.010 0.015 0.020 0 0.005 0.010 0.015 0.020 滤波前信号 重构低频！， 04 0.4 o2d.hws o2AhLh点Mhnam 0.005 0.00 0.015 0.020 0.005 0010 .05 0.020 重构高频D 重构高频D, 04 0.4 0.2 0.2 0.005 0.010 0.015 0.020 00 0.005 0.010 0.015 0.020 重构高频D 重构高频D 1.0 o 0.5 M 0 0.005 0.010 0.015 0.020 -10 0.005 0.010 0.015 0.020 重构高频D, 重构信号 (国 10 10r 0 0 0.005 0.010 0.015 0.020 100 0.005 0.010 0.015 0.020 滤波前信号 重构低领A, 0.05 0.05 0.05 0.010 0.015 0020 0 0.005 0010 0.015 0.020 重构高频D, 重构高频D 0.10 0.4 0.05 0.2 心l他mhco bo 0.005 0.010 0.015 0.020 0 0.005 0.010 0.015 0.020 重构高顿D 重构高频D 0.4 10 0.2 .0Ac 0 -1 0.005 0.010 0.015 0.020 0 0.005 0.010 0.015 0.020 重构高颜D 重构信号 公 图5突变扰动信号及各层小波变换系数.(a)滤波前：(b)滤波后 Fig.5 Mutation disturbance signal and wavelet transform coefficients:(a)before filtering:(b)filtered 生时刻0.03s和结束时刻0.11s,持续时间为0.08s. 15 计算两个模极大值点间的电压有效值为0.4242低于 输人信号 跟踪微分器滤波信号 正常有效值0.707，因此判断该扰动为电压骤降 1.0 2.4实验结果 0.5 根据上文系统仿真结果表明，跟踪微分器作为滤 0 波器具有抑制噪声干扰和保留突变扰动的性能，基于 0.5 Mallat算法的信号分析方法能够准确定位电网突变点 的位置，能够为相关电力电子设备提供网侧电压异常 -10 预报信号.本文以此为基础搭建了基于DSP控制器的 300310320 -15 0.020.040.060.080.100.120.140.160.18 硬件平台，验证基于离散线性跟踪微分器的小波信号 检测方法 图6包含噪声和短时低电压凹陷的滤波曲线 图8为基于离散线性跟踪微分器的小波信号检测 Fig.6 Filtering curve containing noise and short-erm low-voltage 硬件结构图，图中输入信号由网侧电压霍尔传感器提 sag 供；调理电路由运算放大器组成，其目的是将传感器提 集信号滤波跟踪，滤波信号经过与串行外设接口SPI 供的信号变为0~3V电压信号，便于DSP控制器中 (serial peripheral interface)连接的D/A电路将其送至 AD采集电路的信号采集：线性跟踪微分器对AD采 示波器观察，同时对滤波信号进行小波变换，利用模极肖 雄等: 基于跟踪微分器的网侧电压异常检测方法研究 图 5 突变扰动信号及各层小波变换系数． ( a) 滤波前; ( b) 滤波后 Fig． 5 Mutation disturbance signal and wavelet transform coefficients: ( a) before filtering; ( b) filtered 生时刻 0. 03 s 和结束时刻 0. 11 s，持续时间为 0. 08 s． 计算两个模极大值点间的电压有效值为 0. 4242 低于 正常有效值 0. 707，因此判断该扰动为电压骤降． 2. 4 实验结果 根据上文系统仿真结果表明，跟踪微分器作为滤 波器具有抑制噪声干扰和保留突变扰动的性能，基于 Mallat 算法的信号分析方法能够准确定位电网突变点 的位置，能够为相关电力电子设备提供网侧电压异常 预报信号． 本文以此为基础搭建了基于 DSP 控制器的 硬件平台，验证基于离散线性跟踪微分器的小波信号 检测方法． 图 8 为基于离散线性跟踪微分器的小波信号检测 硬件结构图，图中输入信号由网侧电压霍尔传感器提 供; 调理电路由运算放大器组成，其目的是将传感器提 供的信号变为 0 ～ 3 V 电压信号，便于 DSP 控制器中 A/D 采集电路的信号采集; 线性跟踪微分器对 A/D 采 图 6 包含噪声和短时低电压凹陷的滤波曲线 Fig． 6 Filtering curve containing noise and short-term low-voltage sag 集信号滤波跟踪，滤波信号经过与串行外设接口 SPI ( serial peripheral interface) 连接的 D/A 电路将其送至 示波器观察，同时对滤波信号进行小波变换，利用模极 ·113·